一种隔膜及制备方法、二次电池与流程

本发明涉及二次电池领域，具体涉及一种隔膜及制备方法、二次电池。

背景技术：

1、锂离子电池由于具有能量密度高、无记忆效应、循环寿命长、环境友好等优点，被广泛应用于各种新能源装置中。锂离子电池一般包括正极片、负极片、隔膜、电解液和外壳，目前常用的隔膜为聚烯烃隔膜或者涂覆陶瓷涂层的聚烯烃隔膜，但两种类型隔膜的熔点都较低，如pe为130℃，pp为165℃，在高温下表现出明显的收缩，无法保证电池在极端条件下的安全性，大大限制了电池在极端条件下的使用。

2、有鉴于此，确有必要提供一种解决上述问题的技术方案。

技术实现思路

1、本发明的目的之一在于：针对现有技术的不足，提供一种隔膜，以解决因目前隔膜熔点较低在高温下出现明显收缩，导致电池无法在极端条件下安全使用的问题。

2、为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

3、一种隔膜，包括：

4、基材层；

5、混合涂层，涂覆于所述基材层的至少一表面；按重量份数计，包括25～45份的组分a、13～16份的组分b、6～8份的粘结剂；

6、其中，组分a为分子链间距特征峰在2θ＝10～35°之间的纤维素，组分b为氧化物、陶瓷纤维、金属有机框架材料中的至少一种。

7、优选的，所述基材层的厚度为3μm～20μm，所述基材层的孔隙率为20％～50％，透气度为30～400sec/100cc；所述混合涂层的单面涂覆重量≥0.7g/m2，单面涂覆厚度为0.5～1.0μm。

8、优选的，所述组分a的直径为4～60nm，长度为100～5000nm。

9、优选的，所述组分b的粒径d50与组分a直径的比值为5～125；所述组分b的粒径d90与组分a长度的比值为0.5～15。

10、优选的，所述组分b的粒径d50为150～700nm，组分b的粒径d90为300～1500nm。

11、优选的，所述粘结剂的粒径d50与组分a直径的比值为25～950；所述粘结剂的粒径d90与组分a长度的比值为2～95。

12、优选的，所述粘结剂的粒径d50为0.5～4μm，粘结剂的粒径d90为1～10μm。

13、优选的，所述组分a为细菌纤维素、羧基化纤维素纳米纤维、纤维素纳米晶须、磺化纤维素纳米晶须、微纤化纤维素、氨基化纤维素中的至少一种；所述氧化物为二氧化硅、氧化铝、氧化硅、氧化钙、氧化镁、氧化锌、二氧化钛、勃姆石中的至少一种；所述粘结剂为聚偏二氟乙烯基树脂、聚酰胺、聚酰亚胺、聚丙烯腈、聚氧化乙烯、聚氨酯、聚苯醚、丙烯酸酯共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯中的至少一种。

14、本发明目的之二在于，提供一种上述所述的隔膜的制备方法，包括以下步骤：

15、将组分a、组分b、粘结剂与溶剂混合，得混合涂层的涂覆浆料；

16、将得到的混合涂层的涂覆浆料涂覆于基材层的至少一表面，烘干，完成隔膜的制备。

17、本发明的目的之三在于，提供一种二次电池，包括正极片、负极片和间隔于所述正极片和所述负极片之间的隔膜，所述隔膜为上述所述的隔膜。

18、相比于现有技术，本发明的有益效果在于：本发明提供的隔膜，在混合涂层中选择分子链间距特征峰在2θ＝10～35°之间的纤维素作为组分a，该范围内具有较好的结晶性，可有效保证组分a的机械强度和热稳定性，提升隔膜的耐热性能；同时还将组分b和粘结剂的含量控制在上述范围，在保证隔膜与极片粘接性能的同时也进一步降低了隔膜的热收缩性能，由此通过调控组分a、组分b和粘结剂的重量份数得到的混合涂层，有效提升了隔膜的耐热性能，电池在高温下使用仍具有较高的安全性，拓宽了锂离子电池的应用范围。

技术特征：

1.一种隔膜，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的隔膜，其特征在于，所述基材层的厚度为3μm～20μm，所述基材层的孔隙率为20％～50％，透气度为30～400sec/100cc；所述混合涂层的单面涂覆重量≥0.7g/m2，单面涂覆厚度为0.5～1.0μm。

3.根据权利要求1所述的隔膜，其特征在于，所述组分a的直径为4～60nm，长度为100～5000nm。

4.根据权利要求3所述的隔膜，其特征在于，所述组分b的粒径d50与组分a直径的比值为5～125；所述组分b的粒径d90与组分a长度的比值为0.5～15。

5.根据权利要求4所述的隔膜，其特征在于，所述组分b的粒径d50为150～700nm，组分b的粒径d90为300～1500nm。

6.根据权利要求3所述的隔膜，其特征在于，所述粘结剂的粒径d50与组分a直径的比值为25～950；所述粘结剂的粒径d90与组分a长度的比值为2～95。

7.根据权利要求6所述的隔膜，其特征在于，所述粘结剂的粒径d50为0.5～4μm，粘结剂的粒径d90为1～10μm。

8.根据权利要求1所述的隔膜，其特征在于，所述组分a为细菌纤维素、羧基化纤维素纳米纤维、纤维素纳米晶须、磺化纤维素纳米晶须、微纤化纤维素、氨基化纤维素中的至少一种；所述氧化物为二氧化硅、氧化铝、氧化硅、氧化钙、氧化镁、氧化锌、二氧化钛、勃姆石中的至少一种；所述粘结剂为聚偏二氟乙烯基树脂、聚酰胺、聚酰亚胺、聚丙烯腈、聚氧化乙烯、聚氨酯、聚苯醚、丙烯酸酯共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯中的至少一种。

9.一种权利要求1～8任一项所述的隔膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

10.一种二次电池，包括正极片、负极片和间隔于所述正极片和所述负极片之间的隔膜，其特征在于，所述隔膜为权利要求1～8任一项所述的隔膜。

技术总结
本发明提供了一种隔膜及制备方法、二次电池，该隔膜包括基材层和涂覆于所述基材层至少一表面的混合涂层；按重量份数计，混合涂层包括25～45份的组分A、13～16份的组分B、6～8份的粘结剂；其中，组分A为分子链间距特征峰在2θ＝10～35°之间的纤维素，组分B为氧化物、陶瓷纤维、金属有机框架材料中的至少一种。相比于现有技术，本发明提供的隔膜，在混合涂层中选择分子链间距特征峰在2θ＝10～35°之间的纤维素作为组分A，并控制组分A、组分B和粘结剂的含量在上述范围，有效提升了隔膜的耐热性能，保证了电池在极端条件下应用仍具有较高的安全性。

技术研发人员：赖石清,赖旭伦,项海标
受保护的技术使用者：浙江锂威电子科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/21